Василий Борисов - Владимир Козьмич Зворыкин

• Название: Владимир Козьмич Зворыкин
• Автор: Василий Борисов
• Издательство: Наука
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 2004
• ISBN: 5-02-032954-1

Книга посвящена жизни и деятельности всемирно известного ученого, основоположника современного телевидения B.K. Зворыкина. Сын муромского купца, окончивший Петербургский технологический институт, после революции и гражданской войны вынужден был эмигрировать в США, где более полувека проработал в крупнейших исследовательских лабораториях. Зворыкин - не только автор фундаментальных изобретений, сделавших возможным рождение "чуда XX века" - электронного телевидения, ему принадлежат пионерские разработки в области фотоэлектронных умножителей и электронно- оптических преобразователей, электронной микроскопии, применения электроники в биологии и медицине.

Для читателей, интересующихся развитием мировой науки и техники, а также историей русского зарубежья.

Владимир Козьмич Зворыкин (1889-1982) - выдающийся ученый и изобретатель, автор работ, ставших основой для развития современного телевидения. В книге описана жизнь и деятельность ученого, родившегося в городе Муроме, получившего образование в Санкт-Петербурге и более полувека работавшего в исследовательских лабораториях США. Увлекшись идеей электронного телевидения в годы учебы в Петербургском технологическом институте, В. К. Зворыкин проявил в дальнейшем удивительную настойчивость в реализации своих идей. Зворыкину принадлежат также пионерские работы в области электронных микроскопов, фотоэлектронных умножителей, электронно-оптических преобразователей, приборов медицинской электроники. Прожив шестьдесят лет в эмиграции, Зворыкин старался никогда не терять связи с Россией.

---

В 1908 г. англичанин А. Кэмпбелл-Суинтон предложил проект системы телевидения с использованием в приемнике и передатчике электронно-лучевых (катодных) трубок.

Положительно сказалось на развитии телевидения изобретение в 1906 г. Ли де Форестом аудиона - усилительной лампы.

К началу 1920-х годов высоковакуумные электронные лампы стали надежным средством усиления слабых электрических сигналов. В 1925 г. американский изобретатель Ч. Дженкинс осуществил передачу движущегося изображения из одного города в другой с помощью радиосвязи. Развертка картинки в этих экспериментах была механической: Дженкинс лишь заменил отверстия диска Нипкова линзами.

В Европе в этот период наибольшую известность получили опыты английского изобретателя Дж. Бёрда. В 1926 г. он демонстрировал передачу изображения с разверткой на 30 строк. Так же как Дженкинс, для своих демонстраций Бёрд использовал лишь простейшие предметы: изображение было нечетким и зачастую трудно узнаваемым. Однако опыты свидетельствовали о принципиальной возможности телевидения, что не могло не вызвать интерес инвесторов и промышленных фирм.

Механическому телевидению был отпущен короткий век (1920-1930-е годы), но и это время фирмы использовали с максимальной для себя выгодой. Известная телефонная компания "Белл" с 1927 г. начала организацию в США телевещания, используя для этого телефонную проводную связь. Не остались в стороне и такие крупные фирмы, как RCA (Радиокорпорация Америки), "Вестингауз", "Дженерал Электрик". В Германии выпуском телевизоров с механической разверткой занимались "Телефункен" и "Фернзее"; в Англии акционерную компанию, созданную Бёрдом, уже в скором времени стали теснить на рынке "Маркони" и "Граммофонная компания" [6].

Молодая Страна Советов, стараясь не отставать от Запада, осуществляла разработку и производство телевизионного оборудования. Среди проектов механического телевидения, предлагавшихся отечественными авторами, можно выделить установку для передачи изображений, созданную в 1926 г. замечательным изобретателем Львом Терменом.

От диска Нипкова устройство развертки Термена отличалось тем, что вместо отверстий или линз в нем использовались маленькие зеркала с различным углом наклона к плоскости диска. Изобретатель увеличил число строк развертки до 32; по отзывам современников изображение на экране хорошо передавало движения руки, профиль лица, разнообразные предметы. Телевизионная камера конструкции Термена была установлена над входом в Управление РККА на Арбатской площади в Москве. Нарком К.Е. Ворошилов демонстрировал красным командирам в приемной своего кабинета возможность видеть подходящих к зданию людей, не выглядывая в окно [7].

С 1 октября 1931 г. регулярные телевизионные передачи начала осуществлять студия Московского радиовещательного технического узла на Никольской ул. За основу отечественной системы было взято оптико-механическое телевизионное оборудование, разработанное лабораторией П.В. Шмакова при Всесоюзном электротехническом институте им. В.И. Ленина. Развертка изображения осуществлялась при помощи диска Нипкова, имевшего 30 отверстий. Размер кадра на диске ограничивался рамкой 32 х 24 мм. Для приема телевизионных передач использовались два приемника: один - для приема сигналов изображения, другой - для приема звука.

Параметры развертки отечественного телевидения - 30 строк, 12,5 кадров - соответствовали стандартам министерства почт и телеграфов Германии. Поэтому советские телезрители могли принимать сигналы и немецких радиотелевизионных станций.

Телевизионные передачи из Московского радиотехнического узла принимались в Москве, Ленинграде, Одессе, Нижнем Новгороде, Томске и других городах.

В воспоминаниях отечественного радиоспециалиста Я.А. Рыфтина период механического телевидения охарактеризован следующими словами: "В начальный период развития, пока телевидение было новинкой, зритель довольствовался некачественными изображениями, как довольствовался в свое время некачественным звуковым вещанием".

Совершенствование элементов оптико-механической системы телевидения не могло преодолеть присущих ей недостатков - используемый при этом способ развертки изображения предполагал маленький размер экрана и нечеткое изображение. К концу 1930-х годов специалистам стало ясно, что направление развития телевидения с использованием механической развертки является тупиковым. Будущее принадлежало электронному способу передачи изображения.

Первый учитель

В тот год, когда муромчанин Володя Зворыкин поступил в Петербургский технологический институт, преподаватель этого института Б.Л. Розинг работал над созданием электронно-лучевой трубки, способной воспроизводить изображение движущихся предметов. Летом 1907 г. ученый подал заявки на "способ электрической передачи изображений" в патентные ведомства России, Англии и Германии. В 1908-1910 гг. патенты во всех этих странах были им получены. Согласно патентному описанию, "на станции получения изображение воспроизводится последовательно точка за точкой на флуоресцирующем экране трубки Брауна или другого подобного прибора пучком катодных лучей, совершающим движения, подобные исинхронные с движением осей световых пучков, идущих на станции отправления от элементов изображаемого поля к фотоэлектрическому приемнику" [8]. Осциллографическая трубка Брауна, о которой идет речь в описании Розинга, была им существенно усовершенствована. Благодаря наличию отклоняющих электромагнитов Е и F (рис. 5) катодный луч с большой скоростью совершал построчное движение по флюоресцентному экрану, в результате чего на экране образовывался светящийся прямоугольник.

Основным отличием трубки Розинга было введение в нее пластин d, на которые подавался электрический сигнал от "фотоэлектрического приемника". В зависимости от величины потенциала на пластинах d через диафрагму D проходила большая или меньшая часть катодного пучка. Модулированный таким образом пучок вызывал большее или меньшее свечение участков флюоресцентного экрана соответственно передаваемой картинке. Механическое развертывающее устройство типа диска Нипкова было заменено электромагнитной разверткой катодного луча. Создание Розингом такого прибора определило новое направление в развитии катодных трубок. Спустя два десятилетия, Зворыкин назовет такие трубки "кинескопами".

Исключив механически движущиеся узлы на приемной стороне телевизионной системы, Розинг был вынужден оставить их на передающей стороне. Вместо диска Нипкова петербургский ученый использовал два барабана, зеркальные грани которых передавали построчное изображение картинки на фотоэлемент. Вращение барабанов синхронизировалось с разверткой модулированного сигнала в катодной трубке.

Профессор Технологического института Б Л. Розинг

В те дни, когда Зворыкин заканчивал третий курс института, опыты Розинга дали ощутимые результаты. Располагая перед объективом передатчика несложные геометрические фигуры, ученый получал сравнительно отчетливое изображение этих предметов на экране катодной трубки. Спустя несколько десятилетий, катодные трубки получат название электронно-лучевых.

Рис. 5. Чертеж из привилегии Б.Л. Розинга. 1907 г.

Новое наименование будет означать качественное изменение данного прибора – он станет высоковакуумным. Безынерционный, острофокусированный пучок электронов в трубке в дальнейшем будет все более совершенным "карандашом" для рисования телевизионных картинок.

Эти возможности электронного луча были еще недостушпй Ро: зингу. Его первый прибор был, по существу, не электронным, а ионным. Молекулы остаточного газа внутри трубки препятствовали острой фокусировке пучка электронов. Изображение на экране неизбежно было размытым, и лишь при показе простейших геометрических фигур или движения руки с растопыренными пальцами передаваемая картинка казалась четкой.

Розинг правильно определил направление развития телевидения в будущем, но построить электронную систему, дающую хорошее изображение, было еще невозможно.

В своих воспоминаниях Владимир Зворыкин описал трудности, которые сопровождали их совместную работу.

"В сущности, он (Б.Л. Розинг. - Прим. авт.) опередил свое время. Система, над которой он работал, требовала многих деталей, еще не получивших разработки. В тот период фотоэлементы, необходимые для преобразования света в электрическую энергию, находились в стадии младенчества. Хотя в литературе уже были описаны калиевые фотоэлементы, единственным способом получить их было изготовление собственными силами. Вакуумная техника была крайне примитивной, и для получения нужного вакуума требовалось невероятное количество времени. Имевшиеся у нас вакуумные насосы были ручными, и не раз нам приходилось по несколько часов поднимать и опускать тяжелые сосуды с ртутью, чтобы обеспечить вакуум. Электронные усилительные лампы были только что изобретены де Форестом, их воспроизведение нашими силами было малоэффективным. Приходилось самим искать пути их улучшения. Даже стекло для приборов было малопригодным: из-за хрупкости с ним было трудно работать. Мы были вынуждены освоить профессию стеклодува. Все же к концу моего сотрудничества с профессором Розингом у него была действующая система, состоящая из вращающихся зеркал и фотоэлемента на передающей стороне и приемной катодной трубки с недостаточным вакуумом, которая воспроизводила расплывчатые картинки. Как бы то ни было, это давало нам уверенность, что электронная передача изображения достижима. Однако нужна очень серьезная работа над рядом компонентов системы, без которых невозможно ее практическое использование" [4].